karena ikatan 4-0-metil membentuk barier dalam degradasi kayu yang hampir sama dengan ikatan antara lignin dan karbohidrat.
e. Asetil xilan esterase EC.3.1.1.6
Asetil xilan esterase diperlukan untuk memutuskan ikatan antara xilosa dan asam asetat. Selain asetil xilan esterase, kelompok enzim
esterase lainnya juga diperlukan untuk melepaskan ikatan antara xilan dengan komponen lignin. Aktivitas ferulil esterase berfungsi untuk
memutus ikatan antara gugus samping arabinosa dengan asam ferulat dan aktivitas
ρ-kumoril esterase berfungsi untuk memutus ikatan antara gugus samping arabinosa dengan asam
ρ-kumorat Subramaniyan dan Prema, 2002.
E. MANFAAT ENZIM XILANASE
Enzim xilanase merupakan produk bioteknologi yang memiliki banyak kegunaan baik di bidang pangan maupun non pangan. Beberapa kegunaan
enzim xilanase dalam bidang pangan antara lain:
1. Pembuatan Gula Xilosa.
Xilanase dalam pembuatan gula xilosa digunakan untuk menghidrolisis xilan hemiselulosa menjadi gula xilosa. Tongkol jagung
merupakan sumber yang sangat berpotensi dalam pembuatan gula xilosa. Hal ini diperkenalkan pertama kali pada tahun 1959 oleh Stone dan Lotz.
Lebih lanjut, Whistler 1950 menyatakan bahwa D-xilosa pada umumnya diperoleh dari tongkol jagung dan biji kapas. Oleh karena itu isolasi
mikroba penghasil enzim xilanase secara langsung dari tongkol jagung, diharapkan mampu untuk menghasilkan enzim xilanase yang potensial
dalam menghasilkan gula xilosa untuk skala industri besar. Gula xilosa sendiri banyak digunakan untuk konsumsi penderita
diabetes. Ditinjau dari sifatnya yang tidak dapat dimetabolisme, xilosa sangat sesuai digunakan sebagai pemanis pada permen karet karena di
samping tidak menyebabkan kegemukan juga tidak merusak gigi. Di Malaysia, gula xilosa banyak digunakan untuk campuran pasta gigi karena
dapat berfungsi memperkuat gigi. Xilosa dapat pula digunakan sebagai media fermentasi untuk menghasilkan bahan tambahan pangan
menggunakan mikroorganisme dan dapat pula digunakan untuk memperoleh pigmen astaxanthin.
Kristal xilosa dapat diubah menjadi xilitol C
5
H
12
O
5
dengan cara hidrogenasi katalitik, yang merupakan proses komersial di Finlandia.
Xilitol yang termasuk pemanis grup poliol ini digunakan secara luas pada berbagai produk pangan termasuk chewing gums, sweets, es krim, baked
good, dan fruit spreads. Saat ini 80-90 chewing gum yang dijual di Asia diformulasi menggunakan xilitol Anonim, 2006c. Dengan beragamnya
kegunaan gula xilosa maka perlu adanya inovasi ke arah produksi xilosa tersebut. Inovasi tersebut diantaranya dengan menggunakan enzim
penghidrolisis xilan.
2. Produksi Xilooligosakarida
Xilooligosakarida merupakan oligosakarida fungsional yang saat ini baru mulai dikembangkan. Senyawa ini memiliki karakteristik yang
bermanfaat, seperti low cariogenity, tidak dapat dicerna, dapat bertindak sebagai serat yang mempengaruhi pertumbuhan baik flora usus
menstimulasi bifidobacterial, mempunyai kemampuan menahan air, dan bersifat antifreezing. Xilooligosakarida juga dimanfaatkan sebagai
pemanis buatan. Beberapa penelitian enzim yang potensial untuk menghasilkan xilooligosakarida adalah xilanse dari Trichoderma
longibrachiatum. Xilooligosakarida yang dihasilkannya memiliki komponen utama xilobiosa, xilotetraosa, dan xilopentosa Chen, et al.,
1997. Enzim xilanase yang diperlukan untuk produksi xilooligosakarida adalah yang memiliki aktivitas endoxilanse tinggi dan
β-xilosidase rendah Vazquez, et al., 2000.
3. Proses Industri Makanan dan Minuman
Xilanase dapat juga digunakan untuk menjernihkan jus, ekstraksi kopi, minyak nabati, pati, dan flavor Wong dan Saddler, 1993.
Kombinasi xilanase dengan selulase dan pektinase dapat digunakan untuk penjernihan jus dan likuifikasi buah dan sayuran. Selain itu xilanase juga
digunakan untuk meningkatkan kualitas roti. Efisiensi xilanase dalam perbaikan kualitas roti yang telah dilakukan yaitu xilanase yang berasal
dari Aspergillus niger var awamori yang ditambahkan ke dalam adonan roti menghasilkan kenaikan volume spesifik roti. Kualitas roti juga dapat
ditingkatkan dengan melakukan kombinasi penambahan xilanase dan amilase Maat et al., 1992.
Manfaat lain dari xilanase adalah pada bidang non pangan seperti untuk proses biokonversi limbah pertanian, untuk proses pembuatan kertas
bleaching, dan untuk makanan ternak. Enzim xilanase dalam proses biokonversi limbah digunakan untuk menghidrolisis limbah yang tinggi
kadar lignoselulosa seperti jerami, tongkol jagung, onggok ampas tapioka, garut, kulit jagung, bagas tebu, sabut, serta tandan kosong kelapa
sawit. Hal ini berguna untuk mengurangi tingkat pencemaran lingkungan yang sering menimbulkan masalah. Xilanase untuk proses biobleaching
pulp berguna untuk menghidrolisis xilan agar lignin dari pulp kertas dapat dengan mudah dihilangkan. Cara ini digunakan untuk mengurangi
penggunaan klorin sebagai bleaching agent, sehingga pencemaran racun limbah kimia dapat dihindari. Pemanfaatan enzim xilanase untuk makanan
ternak telah dilakukan oleh Bedford dan Classen 1992, yang melaporkan bahwa campuran pakan ayam boiler dengan xilanase dapat mengurangi
viskositas pencernaan sehingga meningkatkan pencapaian berat karena efisiensi konversi makanan.
F. PRODUKSI XILANASE DARI MIKROORGANISME Xilanase pada dasarnya dapat diperoleh dari berbagai organisme,
seperti bakteri, alga, fungi, protozoa, crustacea, serangga dan benih tanaman. Namun umumnya organisme yang banyak ditemukan memproduksi xilanase
adalah kapang dan bakteri. Beberapa jenis bakteri dan kapang diketahui mampu menghasilkan xilanase secara ekstraseluler. Beberapa mikroorganisme
penghasil xilanase dapat dilihat pada Tabel 2. Xilanase yang dihasilkan oleh bakteri umumnya memiliki karakteristik pH optimum dan suhu optimum yang
lebih beragam. Bacillus sp. 41M-1 menghasilkan xilanase dalam kondisi
alkalofilik, xilanase yang dihasilkannya memiliki pH optimum 9, suhu optimum 50
o
C dan berat molekul 36 kDa Nakamura et al., 1993. Dung et al. 1993 melakukan penelitian
β-1,4-xilanase 2 dan 3 dari Aeromonas Caviae W-61. pH optimum dari xilanase tersebut masing-masing adalah 5.5
β-1,4- xilanase 2 dan 5.0
β-1,4-xilanase 3, sedangkan suhu optimumnya adalah 45
o
C β-1,4-xilanase 2 dan 50
o
C β-1,4-xilanase 3. Ruiz-Arribas et al.
1995 telah mendapatkan Streptomyces halstedi JM8 penghasil xilanase xys I yang diisolasi dari jerami, xilanase yang dihasilkannya memiliki pH
optimum sekitar 6 dan suhu optimum 60
o
C. Xilanase yang dihasilkan dari kapang umumnya memiliki pH
optimum yang lebih kecil dan bersifat kurang termostabil dibandingkan xilanase dari bakteri. Sebagai contoh Trichoderma longibrachiatum
menghasilkan xilanase yang dengan berat molekul 37.7 kDa memiliki pH optimum 5.0-6.0 dan suhu optimum 45
o
C Chen et al., 1996. Namun tidak semua xilanase dari kapang memiliki suhu optimum rendah. Salah satunya
adalah xilanase dari kapang termofilik Thermomyces lanuginosus IOC-4145 yang diproduksi dengan menggunakan substrat tongkol jagung. Xilanase yang
dihasilkan memiliki pH optimum 6 dan suhu optimum 75
o
C Damaso, et al., 2002. Termostabil xilanase juga diproduksi oleh Aspergillus niger, xilanase
yang dihasilkannya memiliki berat molekul 36 kDa, pH optimum 7.5 dan suhu optimum 60
o
C. Xilanase tersebut juga masih memiliki aktivitas relatif 50 selama 15 menit pada suhu 100
o
C Coral, et al., 2002. Xilanase dari kapang juga dilaporkan memiliki aktivitas yang lebih tinggi, tetapi juga diikuti dengan
adanya aktivitas selulase Subramaniyan dan Prema, 2002. Hal ini mengakibatkan xilanase dari kapang tidak cocok untuk digunakan untuk
aplikasi proses industri yang membutuhkan enzim untuk mendegradasi xilan, tetapi tidak mendegradasi selulosa seperti proses bleaching pulp.
Tabel 2. Beberapa mikroorganisme penghasil xilanase
Mikroorganisme Suhu
pertumbuhan
o
C Aktivitas optimum
Berat molekul
kDa Suhu
o
C pH Bakteri
Aeromonas sp. 30 30-55
5.0-7.0 22.0-58.0
Bacillus sp. 37-50 50-70
6.0-10.0 16.0-43.0
Clostridium sp. 37-65 50-75
5.5-7.0 29.0-72.0
Fibrobacter succinogenes
37 39 7.0
53.7 Streptomyces sp.
36-50 50-72 4.5-8.0
21.0-50.0 Thermanobacterium
60 80 6.2
24.0-350.0 Thermonospora
curvata 55 75
6.8-7.8 15.0-36.0
Thermatoga sp. 77-80 80-105
5.4-6.2 40.0-120.0
Kapang
Aspergillus sp. 24-30 45-60
4.5-6.0 22.0-46.5
Aureobasidium sp. 28 45-54
4.5-4.8 20.0-25.0
Bipolaris sorokina 28 70
5.5 30.0
Criptococcus flavus 20 55
4.5 25.0
Fusarium oxysporium 26 50
5.0 80.0
Gloeophyllum trabeum 22 80
4.0 39.0
Humicola grisea 40 70
5.5 25.5
Myrothecium verrucaria
30 45 5.5
15.9 Neurospora crassa
28 50 4.8
33.0 Penicillium sp.
25 40 6.0
35.0 Trichoderma sp.
25-30 50-60 3.5-6.5
18.0-32.0 Sumber : Sunna dan Antraniklan 1997
G. MEDIA PERTUMBUHAN MIKROBA PENGHASIL XILANASE
